KR101607757B1 - Mems 장치 - Google Patents

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인피니언 테크놀로지스 아게
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Abstract

MEMS 장치는 제 1 의 복수의 돌기를 포함하는 진동판을 포함한다. 카운터 전극 배열은 진동판의 제 1 의 복수의 돌기와 서로 맞물린 관계로 배치된 제 2 의 복수의 돌기를 포함한다. 편향기는 돌기의 최대 중첩을 피하는 위치로 상기 제 1 의 복수의 돌기 및 상기 제 의 복수의 2 돌기가 이동되도록 진동판을 편향하게 구성된다.

Description

MEMS 장치{A MEMS DEVICE}
본 발명의 실시예는 MEMS 장치, 정전 변환기(an electrostatic transducer) 및 MEMS 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
콘덴서 마이크(capacitor microphones)는 이동 가능한 마이크 진동판의 동작을 전기 신호로 변환하도록 동작할 수 있으며, 여기에서 대개 백 플레이트(backplate)라 부르는 고정 전극이 일반적으로 마이크 진동판(microphone membrane)에 근접하여 평행하게 배치된다. 그래서, 진동판은 입력 음압에 응답하여 백 플레이트에 대해 움직일 수도 있다. 이 움직임은 마이크의 음압에 따른 정전 용량의 변화를 야기할 수 있다. 또한, 이 정전 용량의 변화는 전기 신호로 변환될 수도 있다.
정전 용량의 다이내믹 레인지(dynamic range)를 증가시키기 위하여, 콤 센서 마이크(comb sensor microphone)는 판(plate)을 포함할 수 있는 마이크 진동판을 포함하는 것으로 알려져 있다. 판은 고정 부재에 의해 탄력있게 지지될 수 있다. 이 구조물은 MEMS 구조로 제조될 수 있다. 둘레의 한 위치에서 기판으로의 접속을 그대로 유지한 채 외주부 둘레에 슬릿을 식각하는 것에 의해서 주위 기판으로부터 진동판(membrane)을 분리할 수 있다.
서로 맞물린 돌기(finger)는 일반적으로 서로 이격된 채로 고정된 기판뿐만 아니라 진동판 둘 다에서 형성될 수 있다. 그래서, 가동 진동판과 고정 기판 사이에 가변 정전 용량이 존재할 수 있으며, 이 정전 용량은 진동판의 이동에 따라 가변적이다. 그래서, 콤 센서 마이크는 평면내 콤 센서 구조가 얻어지도록 제작될 수 있다.
본 발명의 실시예는, 제 1 의 복수의 돌기(finger)를 포함하는 진동판(a memebrane)과, 상기 제 1 의 복수의 돌기와 서로 맞물린 관계로 배치된 제 2 의 복수의 돌기를 포함하는 카운터 전극 배열(a counter electrode arrangement)과, 상기 제 1 의 복수의 돌기 및 상기 제 2 의 복수의 돌기가 돌기 표면의 최대 중첩을 피하는 위치로 변위되도록 상기 진동판을 편향시키는 편향기(a deflector)를 포함하는 MEMS 장치를 제공한다.
다른 실시예는 진동판, 카운터 전극 배열 및 진동판에 부착된 응력층(a stress layer)을 포함하는 MEMS 장치를 제공한다. 진동판은 제 1 의 복수의 돌기를 포함한다. 카운터 전극 배열은 제 1 의 복수의 돌기가 서로 맞물린 관계로 배치된 제 2 의 복수의 돌기를 포함한다. 응력층은 진동판의 재료에 비해 상이한 고유 응력(intrinsic stress)을 나타내는 재료를 포함한다.
다른 실시예는 제 1 의 복수의 돌기를 포함하는 진동판을 포함하는 정전 변환기(an electrostatic transducer)를 제공한다. 정전 변환기는 또한 진동판의 제 1 의 복수의 돌기와 서로 맞물린 관계로 배치된 제 2 의 복수의 돌기를 포함한 카운터 전극 배열을 포함한다. 또한, 정전 변환기는 제 1 의 복수의 돌기 및 제 2 의 복수의 돌기가 돌기 표면의 최대 중첩을 피하는 위치로 변위되도록 진동판을 편향하는 편향기를 포함한다. 정전 변환기는 진동판과 카운터 전극 배열의 상대적 움짐임에 응답하여 출력 신호를 생성할 수 있다.
다른 실시예는 진동판과 카운터 전극 배열을 포함하는 MEMS 장치의 제조 방법을 제공한다. 방법은 표면 상에 진동판을 증착하는 단계를 포함한다. 또한, 방법은 상기 진동판 층을 구축하여, 상기 진동판 및 상기 카운터 전극 배열에 각각 부착된 복수의 서로 맞물린 상기 제 1 및 제 2 돌기를 포함하는 서로 맞물린 콤 드라이브를 형성하는 단계를 포함한다. 방법은 또한 상기 진동판 층의 일부에 부착된 편향기를 마련하고, 상기 편향기로 하여금 상기 진동판을 편향시키고, 상기 제 1 의 복수의 서로 맞물린 돌기 및 제 2 의 복수의 서로 맞물린 돌기가 돌기 표면의 최대 중첩을 피하는 위치로 변위하게 하도록, 해제 식각(release etch)을 수행하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 실시예는 이하의 도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 초기 위치에서 각 돌기가 대략 100% 중첩된 경우에 콤 센서 마이크의 셀(cell)당 정전 용량 대 카운터 전극 배열의 돌기에 대한 진동판의 돌기의 변위를 도시한 도표이다.
도 2는 초기 위치에서 각 돌기가 대략 100% 중첩된 경우의 콤 센서 마이크 배열의 개략도이다.
도 3(a)는 콤 센서 마이크 배치의 예의 평면도이다.
도 3(b)는 도 3(a)의 블록 A로 둘러싸인 콤 센서 마이크 배치 영역의 확대 평면도이다.
도 3(c)는 도 3(b)의 확대된 영역에 대한 개략적인 단면도이다.
도 4는 콤 센서 마이크 배치의 다른 예의 평면도이다.
도 5(a)는 지지대의 일부를 제거하기 전의 도 4에 도시된 배치의 개략적인 단면도이다.
도 5(b)는 지지대의 일부를 제거한 후의 도 4에 도시된 배치의 개략적인 단면도이다.
도 6(a)는 배치의 모서리 영역을 도시한 다른 예에서의 콤 센서 마이크 배치의 확대 영역을 도시한 도면이다.
도 6(b)는 도 6(a)에 도시된 배치의 확대 영역에서 상이한 재료가 증착된 것을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6(c)는 도 6(a) 및 도 6(b)에 도시된 배치의 확대 영역의 FEM 시뮬레이션 도면이다.
도 7은 진동판의 초기 위치에서, 100% 중첩을 피하는 위치로 각 돌기가 이동되는 경우에 콤 센서 마이크의 셀당 정전 용량 대 카운터 전극 배열의 돌기에 대한 진동판의 돌기의 변위를 도시한 도표이다.
도 8(a)는 평면에서 카운터 전극 배열의 두 돌기 사이에 끼인 진동판의 단일 돌기를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 8(b)는 도 8(a)에 도시된 도식적 배열을 도시한 단면도이다.
도 9(a)는 일 예에 따라 지지대의 일부를 제거하기 전에 평면에 제조된 콤 센서 마이크의 일부를 도시한 개략적인 단면도이다.
도 9(b)는 제거된 지지대의 일부를 갖는 도 9(a)에 도시된 바람직한 부분을 도시한 도면이다.
도 10은 도 9(b)에 도시된 예시의 개략적 배열에 따라 제조된 콤 센서 마이크의 배치의 평면도이다.
도 11(a)는 일 예에 따라 지지대의 일부가 제거되기 전에 제조된 콤 센서 마이크의 일부분의 개략적인 단면도이다.
도 11(b)는 제거된 지지대의 일부를 갖는 도 11(a)에 도시된 바람직한 부분을 도시한 도면이다.
도 12(a)는 도 11(b)에 도시된 바람직한 도식적 배열에 따라 제조된 콤 센서 마이크의 배치의 평면도이다.
도 12(b)는 도 12(a)의 블록 B에 둘러싸인 콤 센서 마이크 배치 영역의 확대 평면도이다.
도 13(a)는 일 예에 따라 지지대의 일부가 제거되기 전에 평면에 제조된 콤 센서 마이크의 일부분의 개략적인 단면도이다.
도 13(b)는 제거된 지지대의 일부를 갖는 도 13(a)에 도시된 바람직한 부분을 도시한 도면이다.
도 14(a)는 도 13(b)에 도시된 바람직한 도식적인 배열에 따라 제조된 콤 센서 마이크의 배치에 대한 평면도이다.
도 14(b)는 도 14(a)에서 블록 C를 둘러싼 콤 센서 마이크 배치 영역의 확대 평면도이다.
도 15(a)는 응력층의 증착의 예시에 이용되는 진동판을 포함하는 콤 센서 마이크의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 15(b)는 진동판이 구불구불한(meander) 소자를 포함하는 도 15(a)에 도시된 부분의 평면도이다.
도 16(a) 내지 16(d)는 각기 응력층의 상이한 증착의 예시에 이용되는 진동판을 포함하는 콤 센서 마이크의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 17(a) 내지 17(c)는 각기 응력층의 상이한 증착의 예시에 이용되는 진동판을 포함하는 콤 센서 마이크의 일부를 개략적으로 도시한 단면도이다.
이하, 본 명세서에 개시된 교시의 상이한 실시예를 도 1 내지 도 17(c)를 참조하면서 논의한다. 도면에서, 동일하거나 유사한 기능을 갖는 대상에 동일한 참조 번호를 부여하여, 상이한 실시예 내에서 동일한 참조 번호에 의해 나타내는 대상은 서로 바꿀 수 있고, 설명은 공통으로 적용 가능하다.
도 1을 참조하면, 초기 위치에서 각 돌기가 거의 100% 중첩된 경우에, 카운터 전극 배열의 돌기에 대한 진동판 돌기의 변위 대 MEMS 장치, 예를 들면, 콤 센서 마이크의 정전 용량을 나타내는 도표이다.
도면에서, 정전 용량값은 0fF부터 3.5fF까지 수직축에 표시된다. 서로에 대한 각 돌기의 변위 값은 -20㎛부터 +20㎛까지 가로축에 표시된다. 그래서, 0㎛의 변위는 가로축의 중앙으로 정의된다. 도 1의 도표에서 도시된 경우에 있어서는, MEMS 장치의 초기 위치에서, 각 돌기는 100% 서로 중첩된다. 즉, 최대 중첩은 MEMS 장치가 초기 위치에 있는 경우에 설정된다.
그래서, MEMS 장치의 동작점 OP는 0㎛에서 중앙에 위치한다. 동작점 OP는 초기 위치에 있는 각 돌기의 변위를 나타내고, 결과적인 정전 용량값에 대한 정보를 제공한다는 점에 유의하라.
MEMS 장치가 콤 센서 마이크라고 가정하면, 초기 위치는 이 마이크 주변의 환경에서 0㏈ 소음도의 경우에 수립된다. 도 1의 도표에서 볼 수 있는 바와 같이, 콤 센서 마이크가 초기 위치, 즉 각 돌기가 100% 중첩되는 것을 유지하는 경우, 각 돌기에 의해 정의된 단위 셀에서 3.25fF의 최대 정전 용량이 수립된다.
이에 대한 이유는 평판 콘덴서의 정전 용량을 정의하는 공식에 따른다.
Figure 112014069022783-pat00001
정전 용량 c는 영역 A를 최대값으로 가정한 경우의 최대값으로 가정한다(나머지의 경우, 즉, 상대 유전율εr 및 간격 폭 g가 상수로 유지되는 경우). 즉, 중첩 영역 A가 더 크면, 정전 용량도 더 크다. 정전 용량 c에 관해 위에 표시된 공식은 제 1 의 복수의 돌기가 제 2 의 복수의 돌기에 대해 변위되는 경우에 대한 비교적 개략적인 근사치일 뿐이라는 점에 유의하라.
도 1의 도표에서 알 수 있는 바와 같이, 서로에 관한 각 돌기의 변위, 즉 양의 변위뿐만 아니라 음의 변위 둘 다 정전 용량을 감소시키는 결과를 야기할 수 있다. 각 돌기가 -20㎛만큼 변위되는 경우, 정전 용량은 0이 되는 경향이 있다. 뿐만 아니라, 도 1의 도표에서 알 수 있는 바와 같이, +/-2.5㎛ 내지 +/- 10㎛를 포함하는 변위의 범위에서, 곡선은 직선에 근접하게 진행한다.
도 2는 MEMS 장치(10), 예를 들어 콤 센서 마이크의 개략도이다. MEMS 장치(10)는 가동형 진동판(movable membrane)(12)을 포함할 수 있다. 가동형 진동판(12)은, 이 진동판(12)에 부착되고 진동판(12)의 외주부의 일부로부터 바깥쪽으로 돌출하는 제 1 의 복수의 돌기(14)를 포함한다. MEMS 장치(10)는 지지대(16)를 더 포함할 수 있고, 여기에서 진동판(12)은 탄성 부착물을 통해 지지대(16)에 탄력적으로 부착될 수 있다. 더 포함되는 것은, 진동판(12)의 제 1 의 복수의 돌기(14)와 서로 맞물린 관계로 이격 배치된 제 2 의 복수의 돌기(20)를 갖는 카운터 전극 배열(18)이다. 복수의 제 1 및/또는 제 2 의 복수의 돌기에서 돌기는 고정된 돌기일 수 있다. 도 2에서, 진동판(12)은, 제 1 의 복수의 돌기(14)와 제 2 의 복수의 돌기(20)의 돌기의 표면이 거의 최대 중첩을 이루는 초기 위치로 도시되어 있다. 돌기의 표면은 진동판(12)의 편형한 연장부에 대해 실질적으로 직각일 수도 있다.
도 2에 도시된 MEMS 장치(10)의 배열을 참조하면서 다시 도 1에 도시된 도표를 참조하면, 초기 위치(즉, 변위는 0㎛)에서 MEMS 장치(10)는 단위 셀당 최대 정전 용량(즉, 3.25fF)을 나타낸다.
도 2에서 화살표 A1이 가리키는 방향(상향)으로의 진동판(12)의 변위는 도 1의 도표에서 A1'으로 나타내는 화살표로 표시한 바와 같이 단위 셀당 정전 용량이 감소되는 결과를 야기할 수 있다. 도 2에서 화살표 A2이 가리키는 방향(하향)으로의 진동판(12)의 변위는 또한 도 1의 도표에서 A2'로 나타내는 화살표로 표시하는 바와 같이 단위 셀당 정전 용량이 감소되는 결과를 야기할 수 있다. 도 1의 도표에서 알 수 있는 바와 같이, 진동판(12)의 이 상하 움직임은 단위 셀당 정전 용량이 비선형 특징을 보여주는 정전 용량 범위에서 지속적으로 동작하게 한다. 즉, 초기 위치에서 각 돌기가 100% 중첩된 경우에, MEMS 장치(10)는 2배의 주파수를 갖는 비선형 신호를 생성할 수 있다. 이것은 MEMS 장치 기능을 위해 최적이 아닐 수도 있는데, 예를 들면 콤 센서 마이크는 오히려 큰 다이내믹 레인지의 선형 동작을 필요로 할 수도 있다.
도 3(a)는 MEMS 장치(10), 예를 들어 콤 센서 마이크의 평면도이다. 도 3(b)는 MEMS 장치(10)의 확대 영역을 보여준다. 도 3(c)는 일 예에 따른 MEMS 장치 배치의 확대 영역의 개략적인 단면도이다. 진동판(12)은 실질적으로 4개의 길이 측을 포함하는 직사각형의 형태일 수도 있다. 진동판(12)의 복수의 제 1 (고정) 돌기(14)는 진동판(12)의 길이 측의 각 부분을 따라 외측으로 연장되도록 배열될 수 있다. 카운터 전극 배열(18)은 진동판(12)의 제 1 의 복수의 돌기(14)와 서로 맞물린 관계로 배치된 복수의 제 2 (고정) 돌기(20)를 포함할 수도 있다. 이 예에서, 지지대(16)는 배치 배열의 네 모서리에 배치될 수 있다. 그래서, 진동판(12)이 지지대(16)에 부착되지만, 상하(도면 평면의 내향 및 외향)로 탄력적으로 이동가능할 수도 있다.
도 3(b)는 도 3(a)에서 블록 BL_A로 둘러싼 배치 영역을 나타내는 MEMS(10)의 확대 영역을 보여준다. 도 3(b)는 MEMS 장치(10)의 4개의 지지대(16) 중 하나를 보여주는 확대도이다. 상술한 바와 같이, 진동판(12)은 탄성 부착물에 의해 탄력적으로 지지대에 부착될 수 있다. 게다가, MEMS 장치(10)는 MEMS 장치(10)의 초기 위치에서, 복수의 제 1(14) 및 제 2(20) 돌기(도 2 참조)가 각각 돌기의 표면의 최대 중첩을 피하는 위치로 변위될 수 있게 진동판(12)을 편향시키도록 구성되는 응력층(22)과 같은 편향기를 포함할 수 있다. 편향기에 의해 발생된 진동판의 편향은 일반적으로 진동판의 면에 대해 적어도 법선 방향(즉, 직교)이다. 즉, 편향은 직교 성분을 포함할 수도 있다. 또한 편향기에 의해 야기된 진동판의 편향이 진동판의 면에 대하여 평행하지 않은 것으로 여겨질 수 있다. 진동판의 면에 대하여 경사 방향을 따른 편향기의 동작에 응답하는 진동판의 편향 또는 변위도 가능하다. 진동판의 편향은 변위 특성에 걸친 용량의 실질적으로 선형의 구간들 중 하나 내에 있는 새로운 초기 위치를 규정할 수 있다. 예를 들면, 도 3(a)에 도시된 MEMS 장치(10)에 있어서, 새로운 초기 위치에서, 진동판(12)은 도면 평면의 외측 방향으로 편향기에 의해 들어올려질 수 있다. 다른 한편, 진동판(12)은 편향기에 의해 도면 평면의 내측 방향으로 편향되도록 눌려질 수도 있다. MEMS 장치(10)는 진동판(12)의 탄성 부착물을 지지대에 방사상으로 부착하는 고정물(26)을 더 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하는 상술한 경우에 비해, MEMS 장치(10)의 초기 위치에 있어서 제 1 의 복수의 돌기(14) 및 제 2 돌기(20)의 이러한 변위는 돌기가 최대 정전 용량을 제외한 단위 셀당 정정 용량을 나타내는 결과를 야기할 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하여 전술한 상기 경우와는 반대로, MEMS 장치의 초기 위치에서, 정전 용량은 선형 특징을 보여주는 범위에 있을 수 있다. 상기에 정의된 진동판(12)의 (변위된) 초기 위치에 근거한 진동판(12)의 상하 이동은, 도 3(a) 및 도 3(b)를 참조하면서 상술한 바와 같이, 정전 용량이 이 움직임에 응답하여 실질적으로 선형으로 변화되는 결과를 야기할 수 있다.
도 3(c)는 도 3(b)에서 평면도로 도시된 MEMS 장치 배치의 확대 영역의 개략적인 단면도이다. 응력층(22)은 진동판(12)의 탄성 부착물(24)을 포함하는 진동판(12)의 부분 상에 배치될 수 있다. 또한, 응력층(22)은 지지대(16)의 적어도 일부분에 중첩되도록 배치될 수 있다. 응력층(22)은 진동판(12)에 직접적 또는 간접적으로 부착될 수 있다.
응력층(12)은 진동판(12)의 재료와 비교하여 상이한 고유 응력을 나타내는 재료를 포함할 수 있다. 응력층(22)의 재료는 유전물질로부터 선택될 수 있다. 반도체 기술에서, 바람직한 유전물질은 산화물, 실리콘 나이트라이드(SiN), 질화 실리콘(Si3N4), SixNyO, 폴리이미드(Poly-Imid) 등을 포함한다. 뿐만 아니라, 응력층(22)은 폴리 규소(Poly-Si), 알루미늄 또는 구리와 같은 반도전성 또는 도전성 재료로부터 선택될 수 있다.
진동판(12)의 재료는, 진동판(12)을 MEMS 장치의 센서 전극에 접속하기 위해, 도전성 또는 반도전성 물질로부터 선택될 수 있다. 반도체 기술에서, 예시적인 도전성 물질은 모노(mono) 실리콘(벌크 또는 SOI), 폴리 실리콘(poly silicon), 또는 알루미늄과 유사한 금속, AlSiCu 등을 포함할 수 있다.
응력층(22)과 진동판(12)은, 서로 접합될 때, 서로에 대해 힘 F를 생성하는 재료로부터 각기 선택되어 진동판(12)에 관한 응력층(22)의 수축 또는 팽창을 야기할 수도 있다. 이 현상은 바이모르프 레이어 응력(bimorphic layer stress)이라 부를 수 있다. 응력층(22)은 진동판(12)에 대하여 하부층 또는 상부층이 될 수 있다. 변형예로서, 하부 응력층 및 상부 응력층이 둘 다 마련될 수도 있다. 이 경우에 진동판(12)에 대해 상부 응력층은 수축을 받고 하부 응력층은 팽창을 받을 수도 있으며, 또는 그 반대일 수도 있다.
서로 접합될 때 상이한 응력 레벨을 갖는 재료의 유리한 조합은, 예를 들면 폴리 실리콘과 실리콘 나이트라이드를 포함할 수 있다. 이 재료들이 서로 접합되는 경우에 폴리 실리콘은 단결정 실리콘에 대하여 100㎫의 수축력 또는 팽창력을 나타낼 수 있는 반면, 실리콘 나이트라이드는 단결정 실리콘에 대하여 1000㎫의 수축력을 나타낼 수 있다. 그래서, 실리콘 나이트라이드(SiN)의 높은 고유 응력은 진동판(12)의 탄성 부착물(24)을 휘게 할 수 있다. 이러한 재료(폴리 실리콘 및 실리콘 나이트라이드)가 서로 접합되는 경우에 탄성 부착물(24)은 응력층(22) 방향으로 휘어질 수 있다. 즉, 도 3(c)의 개략적인 묘사에서 진동판(12)은 위로 편향될 수 있다.
서로 접합될 때 상이한 응력 레벨을 갖는 재료의 또 다른 유리한 조합은 폴리 실리콘과 이미드(imide)를 포함할 수 있다. 이들 재료가 서로 접합되는 경우에, 탄성 부착물(24)은 응력층(22)을 향한 방향으로 휘어질 수 있다. 그래서, 진동판(12)도 상향으로 편향될 수 있다.
서로 접합될 때 상이한 응력 레벨을 갖는 재료의 또 다른 유리한 조합은 폴리 실리콘과 산화물(oxide)을 포함할 수 있다. 이들 재료가 서로 접합되는 경우에, 탄성 부착물(24)은 폴리 실리콘을 향한 방향으로 휘어질 수 있다. 이 경우에, 도 3(c)의 개략적인 묘사에서 진동판(12)은 하향으로 편향될 수 있다.
상향이든 하향이든 진동판(12)의 사전 편향은 MEMS 장치(10)의 각 응용에 따른 설계 선택이라는 점에 유의하라.
응력층(22)의 수축 또는 팽창이 진동판(12)의 편향을 야기할 수 있도록 응력층(22)과 진동판(12)이 배열될 수 있다. 도 3(a)에 도시된 예에 있어서, 진동판(12)의 표면에 평행인 면에서, 즉, 도시된 면에 평행한 면에서, 응력층(22)은 진동판(12)의 변위와 편향을 야기함으로써, 서로 대향하는 제 1 의 복수의 돌기(14) 및 제 2 돌기(20)의 면을 오프셋시키도록 구성될 수도 있다.
다시 도 3(c)를 참조하면, 물결 모양의 배열(a corrugated configuration)을 갖는 진동판(12)의 부분을 포함하도록 탄성 부착물(24)이 도시된다. 이 물결 모양의 배열은 상향 또는 하향으로 진동판(12)의 편향 또는 변위를 도울 수 있다. 도 3(c)에서, 물결 모양의 배열을 갖는 진동판(12)의 부분을 포함하도록 탄성 부착물(24)이 도시되지만, 다른 배열은 상향 또는 하향으로의 진동판(12)의 편향을 돕는 것을 상상할 수도 있다. 도 3(b)에서 볼 수 있는 바와 같이, 탄성 부착물(24)의 물결 모양은 1/4원(quarter-circle shape) 모양을 가질 수 있다. 탄성 부착물(24)의 수축 또는 팽창을 허용하는 다른 형태도 추정할 수 있다.
도 4는 MEMS 장치(10) 배치의 평면도이다. 도 5(a) 및 도 5(b)는 도 4의 A4-A4 선을 따라 절단된 개략적인 단면도이다. 도 5(a) 및 도 5(b)는 새로운 초기 위치로 진동판(12)의 변위가 가능하게 하는 해법을 보여준다. 이 해법에서, 진동판(12)의 변위는 바이모르프 레이어 응력(bimorphic layer stress)과 진동판(12)의 적어도 일부, 예를 들어, 탄성 부착물(24_1, 24_2)의 물결 형태에 의해 이루어질 수 있다.
도 5(a)에서 볼 수 있는 바와 같이, 진동판(12)은 미리 형성된 지지대(16)의 표면에 재료를 증착함으로써 형성될 수 있다. 진동판(12)은 폴리 실리콘을 포함하는 재료로 만들 수 있다. 그 다음에, 응력층(22_1, 22_2)은 진동판(12)의 표면에 접합될 수 있다. 특히, 응력층(22_1, 22_2)은 진동판(12)의 양단부측에 배치될 수도 있다. 응력층(22_1, 22_2)은 실리콘 나이트라이드(silicon nitride)를 포함하는 재료로 만들 수 있다. 도 5(b)는 상술한 조립을 도시하며, 여기에서 지지대(16)의 일부분이 제거되어 지지대(16_1, 16_2)가 진동판(12)의 양단부측에 남을 수 있다. 지지대(16)(도 5(a) 참조)는 지지대(16_1, 16_2)만 진동판(12)의 양단부측에 남을 수 있도록 식각되어 희생층으로 제공될 수 있다는 점에 유의하라. 지지대(16)의 일부가 제거됨으로써, 진동판(12)은 상향으로 이동하도록 해제될 수 있다.
지지대(16)의 일부를 식각한 후에, 진동판(12)은 상향으로 편향될 수 있다. 이러한 이유는 응력층(22_1, 22_2)이 진동판(12)의 재료, 예들 들어, 폴리 실리콘과 비교하여 고유 응력을 나타내는 재료, 예를 들어, 실리콘 나이트라이드로 이루어질 수 있으며, 여기에서 응력층(22_1, 22_2)은 적어도 남아 있는 지지대(16_1, 16_2)의 일부분에 중첩된 위치에 배치될 수 있기 때문이다. 뿐만 아니라, 각각의 탄성 부착물(24_1, 24_2)의 물결 형태가 진동판(12)의 팽창을 허용하여, 진동판(12)이 비교적 쉽게 상향으로 편향될 수 있다. 진동판(12)의 재료에 응력층(22_1, 22_2)의 재료를 접합함으로써 나타난 상이한 고유 응력은 진동판(12)에 관한 응력층(22_1, 22_2)의 수축을 야기할 수 있으며, 그 수축은 진동판(12)의 양단부측에서 굽힘 모멘트를 야기할 수 있다. 도 5(b)에서 화살표 F1, F2에 의해 개략적으로 지시된 바와 같이, 이들 굽힘 모멘트는 결국 실질적으로 상향을 향한 힘을 야기할 수 있다.
도 6(a)는 탄성 부착물(24)을 포함하는 진동판(12)의 일부분을 확대 도시한 MEMS 장치(10)의 평면도이다. 탄성 부착물(24)은 진동판(12)의 편향을 허용하도록 물결 모양일 수 있다. 더 포함된 것은 진동판(12)의 표면에 접합될 수 있는 응력층(22)일 수 있다. 상술한 바와 같이, 응력층(22)과 진동판(12)은 각기, 서로 접합될 때 응력층(22)의 수축을 야기하는 서로에 관한 힘을 생성하는 재료로부터 선택될 수 있다. 이 수축은 굽힘 모멘트를 만들고, 이 굽힘 모멘트는 탄성 부착물(24)의 물결 형태와 연합해서, 진동판(12)을 위쪽(예를 들어, 도면 평면의 바깥 방향)으로 탄력적으로 변위시킬 수 있는 힘을 생성한다.
도 6(b)는 도 6(a)에 도시된 도면에 해당하는 개략도로서, 여기에서 도 6(b)는 진동판의 탄성 부착물(24)과 응력층(22)에 대해 선택된 재료를 도시한다. 이 예에서, 진동판은 폴리 실리콘으로 구성될 수 있고, 응력층은 실리콘 나이트라이드(SiN)로 이루어질 수 있다.
도 6(c)는 FEM(finite element method)에 근거한 시뮬레이션 표이다. 이 표에서, 진동판의 변위는 탄성 부착물 부근이 강조되어 있다. 이 시뮬레이션은 약 100㎛의 앵커 길이와 46㎛의 실리콘 나이트라이드 범위와 물결 형태의 수 N=3을 포함하는 가변부에 근거한다. 이들 요소에 근거하여, 진동판은 4.5㎛ 오프셋된다.
도 7은 서로에게로 움직일 수 있는 MEMS 장치의 단위 셀당 정전 용량 대 MEMS 장치의 각 돌기의 변위를 나타내는 곡선을 도시한 도표이다. 이 도표는 도 1에 설명된 도표에 해당한다.
그러나, 도 1에 도시된 도표와 달리, MEMS 장치의 동작점 OP는 실질적으로 선형적 특성을 보여주는 다이내믹 레인지 OR의 실질적으로 중심에 위치한다. 동작점 OP는 초기 위치에서 각 돌기의 변위를 나타내고 최종 정전 용량값에 대한 정보를 제공할 수 있다는 점에 유의하라.
도 7에 도시된 도표를 참조하면, MEMS 장치는 콤 센서 마이크(도 2 참조)로 설정될 수 있다고 가정한다. 또한 가동형 진동판(moveable membrane)에 부착된 복수의 돌기와 카운터 전극 배열의 복수의 돌기는 초기 위치에서 서로에 대해 약 5㎛만큼 변위될 수 있다고 가정한다. 단위 셀당 정전 용량은 약 2fF이다.
이 가정하에, 소리의 크기에 의해 유도된 압력 변화에 의해 야기된 진동판의 움직임은 2㎛ 내지 9㎛ 의 범위에서 동작점 천이를 야기할 수도 있다. 그래서, 정전 용량값은 약 3fF와 약 0.9fF 사이의 범위에서 변할 수도 있다. 다이내믹 레인지 내에서, 진동판 콤플라이언스 Cm = 22㎚/㎩에서 최대 음압이 약 200㎩(음압 레벨 = 140㏈SPL과 같음)와 같다고 가정할 수 있다.
도 1에 도시된 도표에 비해, 도 7에 도시된 도표에 도시된 동작점은 선형 연산의 비교적 큰 다이내믹 레인지에 대하여 중앙에 위치할 수 있다.
단위 셀 UC라 부르는, 단일 평행판 캐패시터(plate capacitor)를 나타내는 도 1 및 도 7의 도표에서 주어진 정전 용량값은 서로에게 움직일 수 있는 2개의 돌기의 2개의 표면 사이에 존재한다는 점에 유의하라. 도 8(a)는 이 배열을 보다 상세하게 도시한다. 특히, 도 8(a)는 서로 맞물린 제 1 및 제 2 돌기의 구간에 대한 평면도이다. 이 배열에서, 진동판(12)에 부착된 복수의 제 1 고정 돌기 중 하나의 제 1 돌기(14_1)는 카운터 전극 배열(도 2 참조)에 부착된 제 2 의 복수의 돌기 중 2개의 제 2 돌기(20_1, 20_2) 사이에서 서로 맞물린 관계로 이격되어 끼여 있다. 각 돌기 사이의 거리 g는 거의 모두 동일하다. 게다가, 제 1 돌기(14_1)는 제 2 돌기(20_1, 20_2)와 나란히 뻗은 선을 가로 질러 연장선의 중심에 확장될 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 돌기(14_1, 20_1, 20_2)의 각 두께 d는 거의 모두 동일할 수 있다. 이 배열에서, 제 1 돌기(14_1)는 제 2 돌기(20_1, 20_2)에 관해 도시된 평면과 수직 방향으로 움직일 수 있다.
도 8(b)는 도 8(a)에 도시된 배열의 단면도이다. 이 도면은 진동판(12)에 부착된 제 1 돌기(14_1)가 돌기(14_1) 및 돌기(20_2)의 최대 중첩된 표면을 제외한 위치에서 편향되도록 초기 위치에서 상향으로 편향된 진동판(12)을 도시한다. 이 변위에 근거하면, 단위 셀당 정전 용량의 동작점 OP는 실질적으로 선형 특성(도 7 참조)을 보여주는 다이내믹 레인지의 중심에 위치한다.
예를 들어, 돌기의 높이 H가 모두 동일하다고 가정하면, 변위량은 돌기(14_1),(20_2)(절반만 중첩됨)의 높이 H의 약 절반일 수 있다. 이 예에서, 편향기는 50%의 중첩 내에서 복수의 제 1 및 제 2 돌기의 중첩 지역을 설정하도록 구성될 수 있다. 가급적, 복수의 제 1 및 제 2 돌기의 중첩 지역/높이는 하나의 돌기의 지역/높이의 40% 내지 60%의 범위에서 오프셋되도록 선택될 수 있다.
도 9(a) 및 9(b)는 도 10의 A10-A10선을 따라 절단된 개략적인 단면도에서 MEMS 장치(10)의 제조 예를 보여준다. 도 9(a) 및 9(b)에서 단면도의 좌측 부분에는 서로 맞물린 돌기(14) 및 돌기(20)를 포함하는 콤 센서 마이크가 도시된다. 단면도의 우측 부분에는 응력층(22)의 탄성 부착물이 도시된다. 지지대(16)의 표면, 예를 들어, 희생층은 진동판(12)을 형성하는 재료가 평면에서 이 표면 위에 증착될 수 있도록 수행될 수 있다. 진동판(12)의 재료는 폴리 실리콘으로부터 선택될 수 있다. 또한, 카운터 전극 배열(18)을 형성하는 재료는 지지대(16)의 표면 위에 증착될 수 있다. 카운터 전극 배열(18)뿐만 아니라 진동판(12) 둘 다 완전하게 부착된 각 돌기(14),(20)를 포함하도록 형성된다. 게다가, 응력층(22)은 각 돌기(14),(20)의 대향 위치에서 진동판(12)의 표면 위에 증착될 수 있다.
도 9(b)는 도 9(a)에서 카운터 전극 배열(18)을 지지하는데 이용되는 부분(지지대 16_1)과 각 돌기(14),(20)의 대향하는 위치에서 진동판(12)을 지지하는데 이용되는 부분(지지대 16_2)을 제외한 지지대(16) 부분을 제거한 후의 배열이 도시된다. 식각에 의해 지지대(16)의 일부를 제거한 후에, 진동판(12)은 상향으로 편향되도록 풀어질 수 있다. 응력층(22)의 실리콘 나이트라이드층 및 진동판(12)의 폴리 실리콘층의 바이모르프 네이쳐(bimophic nature)는 층(12),(22)이 폴리 실리콘층으로부터 실리콘 나이트라이드층으로의 수축을 야기하게 할 수 있다. 이 수축은 풀어진 동안 진동판(12)을 상향으로 움직이게 할 수 있는 화살표 F에 의해 지시되는 힘을 야기할 수 있다. 결과적으로, 이 배열의 진동판 가장자리에서, 진동판(12)에 부착된 복수의 제 1 고정 돌기(14) 중 제 1 돌기는 카운터 전극 배열(18)에 부착된 복수의 제 2 고정 돌기(20) 중 제 2 돌기에 관하여 상향으로 편향될 수 있다. 즉, MEMS 장치(10)의 초기 위치에서, 돌기(14) 및 돌기(20)는 돌기(14),(20)의 표면의 최대 중첩을 피하는 위치로 이동될 수 있다. 따라서, 그러한 돌기(14),(20)에 의해 형성된 단위 셀당 정전 용량은 선형적 특성(도 7 참조)을 갖는 범위에서 달라진다.
도 10은 도 9(a) 및 도 9(b)에 개략적으로 도시된 배열에 근거한 MEMS 장치(10) 배치, 예를 들어 콤 센서 마이크의 평면도이다. 이 예에서, 진동판(12)은 MEMS 장치(10)의 변 중 하나(이 예에서는 MEMS 장치(10)의 우측면)를 포함하는 위치에서 지지대에 부착될 수 있다. 서로 맞물린 돌기는 대향하는 변(이 예에서는 MEMS 장치(10)의 좌측면) 상에 배열될 수 있다. 응력층(22)은 진동판(12)의 우측면에 배열될 수 있고 진동판(12)은 지지대에 부착될 수 있다.
도 11(a) 및 11(b)는 MEMS 장치(10)를 제조하는 다른 예의 개략도이다. 이 도시에서, 진동판(12)은 탄성 부착물(24_1, 24_2)을 통해 MEMS 장치(10)의 모서리 영역을 지지할 수 있다. 탄성 부착물(24_1, 24_2)은 물결 형태일 수 있다. 도 11(a)에는 평면에서 지지대(16)의 표면 상에 증착된 진동판(12)의 재료가 도시된다. 또한, 진동판(12)의 양단부측에서, 응력층(22_1, 22_2)은 각각 진동판(12)의 표면에 접착될 수 있다. 응력층(22_1, 22_2)의 배열은 진동판(12)에 비해 상부 응력층으로 여겨질 수 있다. 대신에, 하부 응력층 또한 가능할 수 있다. 추가적인 대안으로서, 상부 응력층과 하부 응력층 둘 다 가능할 수 있다.
도 11(b)는 진동판(12)을 지지하는데 사용된 지지대(16_1, 16_2)를(MEMS 장치(10)의 모서리 영역) 제외하고 예를 들어 희생 식각에 의해 제거된 지지대의 일부를 포함하는 도 11(a)에 도시된 배열을 도시한다. 제거된 지지대(16) 부분을 포함하는 진동판(12)은 풀어져 더 상향으로 이동할 수 있다. 실리콘 나이트라이드층과 폴리 실리콘층의 바이모르프 네이쳐(bimorphic nature)는 폴리 실리콘층으로부터 실리콘 나이트라이드층을 향하여 층이 수축하게 할 수 있고, 그 수축은 진동판(12)의 양단부측에서 굽힘 모멘트를 야기할 수 있다. 굽힘 모멘트로 인해, 진동판이 상향으로 이동하도록 힘 F가 진동판(12)에 인가될 수 있다. 이 상향 움직임은 진동판(12)의 탄성 부착물(24_1, 24_2)의 팽창에 의해 이어지거나 수반될 수 있고 그 팽창은 탄성 부착물(24_1, 24_2)의 물결 형태 때문에 촉진될 수 있다.
도 12(a) 및 12(b)는 도 11(a) 및 11(b)에 도시되고 상술한 구성을 이용하여 제조된 MEMS 장치(10) 배치, 예를 들면, 콤 센서 마이크 배치를 도시한다.
본 예에서, 직사각형 진동판(12)의 각각의 변은 복수의 제 1 (고정된) 돌기의 일부를 포함할 수 있다. 또한, 직사각형의 카운터 전극 배열의 각각의 변은 진동판(12)에 부착된 제 1 의 복수의 돌기와 서로 맞물린 관계로 이격되어 배치된 복수의 제 2 (고정된) 돌기의 일부를 포함할 수 있다. 본 예에서, 진동판(12)은 MEMS 장치(10)의 각 모서리에서 지지될 수 있다.
도 12(b)는 이 배치의 모서리 중 한 부근의 확대도(도 12(a)의 블록 BL_B 참조)이다. 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 탄성 부착물(24_2)은 도 11(a) 및 11(b)에서 개략적으로 보여지는 배열의 일부를 가로질러 확장될 수 있다. 도 10에 도시된 배치에 대하여, MEMS 장치(10)의 네 변의 각각은 캐패시터 셀(capacitor cell)을 형성하는 각 돌기가 포함될 수 있다. 그래서, 도 10에 도시된 바람직한 배치와 비교하여, 도 12(a) 및 12(b)에 도시된 배치는 높은 용량 범위를 허용할 수 있다. 도 12(a)에 도시된 배치의 최대 정전 용량은 도 10에 도시된 배치의 최대 정전 용량의 약 4배일 수 있다.
도 13(a) 및 13(b)는 도 11(a) 및 11(b)에 도시된 배열과 유사한 바람직한 배열을 도시한다. 도 13(a) 및 13(b)에 도시된 배열은 탄성 부착물(24_1, 24_2)이 서로 직각을 형성하도록 향해질 수 있다는 점에서 후자의 배열과는 다르다.
도 14(a) 및 14(b)는 도 13(a) 및 13(b)에 도시되고 상술한 배열을 이용하여 제조된 MEMS 장치(10) 배치, 예를 들면, 콤 센서 마이크 배치를 도시한다.
도 14(b)에서 최상으로 알 수 있는 바와 같이, 탄성 부착물(24_2)의 제 1 팽창 A는 MEMS 장치(10)의 모서리의 제 1 영역에 의해 지지될 수 있고, 탄성 부착물(24_1)의 제 2 팽창 B는 MEMS 장치(10)의 이 모서리의 제 2 영역에 의해 지지될 수 있으며, MEMS 장치(10)의 이 모서리의 제 1 및 제 2 영역 둘 다 서로 인접한 위치에 있다. 또한, 팽창 A 및 B 둘 다 서로 그러한 방식으로 배열되어 진동판(12) 상에 위치한 교차점을 갖는 직각을 형성할 수 있다. 이 배열은 도 12(a) 및 12(b)에 도시된 배열과 상이하고, 그 배열에서 탄성 부착물의 배열은 전혀 다르게 대향 배치될 수 있다.
도 15(a) 및 15(b)는 단면도 및 평면도 둘 다에서 MEMS 장치(10)의 예를 부분 도시한다. 이 예에서, 응력층(22)은 적어도 지지대(16)의 일부가 중첩된 지역에서 진동판(12)의 표면에 접합될 수 있다. 또한, 본 예에서, 진동판(12)의 탄성 부착물(24)은 구불구불한(meander) 배열을 갖는 부분을 포함할 수 있다. 이 구불구불한 배열은 개선된 탄력적 특성을 제공할 수 있다.
도 16(a) 및 16(b)는 각각 바이모르프(bimorph) 특징을 갖는 다른 앵커 상황을 도시한 단면도이다. 이들 도면에서, 응력층(22)은 적어도 지지대(16)의 일부가 중첩된 위치에서 진동판(12)의 표면에 접합될 수 있다. 도 16(a)에서, 진동판(12)의 추가 부분에 접합된 응력층은 생략되어 있다.
상술한 배열과 도 16(b)에 도시된 바에 근거하여, 탄성 부착물(24)의 물결 형태의 하부에 응력층(22_1) 내지 (22_4)이 마련되어 있다. 상술한 배열과 도 16(c)에 도시된 바에 근거하여, 탄성 부착물(24)의 물결 형태의 상부에 응력층(22_1) 내지 (22_3)이 마련될 수 있다. 상술한 배열과 도 16(d)에 도시된 바에 근거하여, 탄성 부착물(24)의 물결 형태의 상부 및 하부 둘 다에 응력층(22_1) 내지 (22_7)이 마련될 수 있다.
도 17(a) 내지 17(c)의 배열은 지지대(16)의 적어도 일부에서 중첩된 진동판(12)의 표면 상의 응력층 접착이 생략되었다는 점에서 도 16(a) 내지 16(d)에 도시된 배열과는 다르다. 이 배열과 도 17(a)에 도시된 바에 근거하여, 탄성 부착물(24)의 물결 형태의 하부에 응력층(22_1) 내지 (22_4)이 마련되어 있다.
상술한 배열과 도 17(b)에 도시된 바에 근거하여, 탄성 부착물(24)의 물결 형태의 상부에 응력층(22_1) 내지 (22_3)이 마련될 수 있다. 도 17(c)는 도 17(a) 및 17(b)의 배열이 결합된 배열을 보여준다. 즉, 탄성 부착물(24)의 물결 형태의 상부 및 하부 둘 다에 응력층(22_1) 내지 (22_7)이 마련될 수 있다.
도 16(a) 내지 17(c)에 도시된 상이한 배열은 MEMS 장치(10)의 상이한 요건에 대처하여 사용될 수 있다.
비록 몇몇 형태가 장치와 관련하여 설명되었지만, 이들 형태는 또한 해당하는 방법의 설명을 나타내고, 여기에서 블록 또는 장치는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징에 해당한다는 점은 명확하다. 마찬가지로, 방법 단계와 관련하여 설명된 형태는 또한 해당하는 블록 또는 항목의 설명 또는 해당하는 장치의 특징을 나타낸다.
상술한 실시예는 단지 본 발명의 원리에 대한 예시이다. 본 명세서에서 설명된 배열 및 세부 사항의 수정 및 변형은 당업자에게 명확할 것이라고 생각된다. 따라서, 본 명세서에서 첨부된 특허 청구범위의 범주에 의해서만 제한되고 설명으로써 표현된 특정 세부 사항 및 실시예의 설명에 의해 제한하고자 하는 것은 아니다.
10 : MEMS 장치 12 : 진동판
14 : 제 1 돌기 16 : 지지대
18 : 카운터 전극 배열 20 : 제 2 돌기
22 : 응력층 24 : 탄성 부착물
26 : 고정물

Claims (25)

  1. 제 1 의 복수의 돌기(a first plurality of finger)를 포함하는 진동판(a membrane)과,
    상기 제 1 의 복수의 돌기와 서로 맞물린 관계로 배치된 제 2 의 복수의 돌기를 포함하는 카운터 전극 배열(a counter electrode arrangement)로서, 상기 제 2 의 복수의 돌기는 상기 제 1 의 복수의 돌기에 대해서 이동가능한, 상기 카운터 전극 배열과,
    상기 제 1 의 복수의 돌기 및 상기 제 2 의 복수의 돌기가 돌기 표면의 최대 중첩을 피하는 위치로 변위되도록 상기 진동판을 편향시키는 편향기(a deflector)를 포함하는
    MEMS 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 편향기는 상기 진동판의 표면에 접합된 응력층(a stress layer)을 포함하되, 상기 응력층은 상기 진동판의 재료에 비해 상이한 고유 응력(intrinsic stress)을 나타내는 재료로 이루어지는
    MEMS 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 응력층 및 상기 진동판은 각기, 서로 접합될 때 상기 응력층의 수축(a contraction) 또는 팽창(expansion)을 야기하는 서로에 대한 힘을 생성하는 재료로부터 선택되는
    MEMS 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 응력층 및 상기 진동판의 재료는 각기, 상기 응력층의 수축 또는 팽창이 상기 진동판의 편향을 야기하도록 선택되는
    MEMS 장치.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 진동판의 재료는 폴리 실리콘을 포함하고, 상기 응력층의 재료는 실리콘 나이트라이드(silicon-nitride)를 포함하는
    MEMS 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동판의 표면에 평행한 면에서, 상기 편향기는 상기 제 1 의 복수의 돌기 및 상기 제 2 의 복수의 돌기의 면을 오프셋시키도록(offset) 구성되는
    MEMS 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 편향기는 상기 제 1 의 복수의 돌기 및 상기 제 2 의 복수의 돌기의 중첩 영역을 40% 내지 60%의 범위 내에서 오프셋시키도록 구성되는
    MEMS 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 진동판이 탄성 부착물에 의해 탄력적으로 부착되는 지지대를 더 포함하는
    MEMS 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 편향기는 상기 지지대의 적어도 일부와 중첩되는 위치에서 정렬되는
    MEMS 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 탄성 부착물은 구불구불한 배열(a meander configuration)을 갖는 상기 진동판의 일부를 포함하는
    MEMS 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 탄성 부착물은 물결 모양의 배열(a corrugated configuration)을 갖는 상기 진동판의 일부를 포함하는
    MEMS 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 편향기는 상기 진동판의 표면에 접합된 응력층을 포함하고, 상기 응력층은 상기 진동판의 재료에 비해 상이한 고유 응력을 나타내는 재료로 구성되되, 상기 응력층은 상기 진동판의 면에 대해 동일한 평면으로 존재하는 상기 물결 모양의 진동판의 일부에 접합되는
    MEMS 장치.
  13. 제 8 항에 있어서,
    상기 진동판은 실질적으로 직사각형으로 구성되는
    MEMS 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 진동판은 상기 진동판의 적어도 한 변(lengthside)을 포함하는 위치에서 지지대에 탄력적으로 부착되는
    MEMS 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 제 1 의 복수의 돌기는 상기 부착 위치에 대향하는 상기 진동판의 둘레에 부착되는
    MEMS 장치.
  16. 제 13 항에 있어서,
    상기 진동판은, 상기 진동판의 각 변의 일부를 포함하는 위치에서 지지대에 탄력적으로 부착되는
    MEMS 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 제 1 의 복수의 돌기는, 상기 진동판의 각 변의 일부를 포함하는 상기 진동판의 둘레에 부착되는
    MEMS 장치.
  18. 제 13 항에 있어서,
    상기 진동판은 상기 진동판의 모서리를 포함하는 위치에서 지지대에 탄력적으로 부착되는
    MEMS 장치.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 탄성 부착물은 대향 모서리를 연결하는 방향으로 적어도 부분적으로 연장된 물결 모양의 배열을 갖는 상기 진동판의 일부를 포함하는
    MEMS 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 제 1 의 복수의 돌기는 상기 진동판의 각 변을 포함하는 상기 진동판의 둘레에 부착되는
    MEMS 장치.
  21. 제 1 항에 있어서,
    상기 MEMS 장치는, 상기 진동판 및 상기 카운터 전극 배열의 상대적 움직임에 응답하여 출력 신호를 생성하도록 구성되는
    MEMS 장치.
  22. 제 1 의 복수의 돌기를 포함하는 진동판과,
    상기 제 1 의 복수의 돌기와 서로 맞물린 관계로 배치된 제 2 의 복수의 돌기를 포함하는 카운터 전극 배열로서, 상기 제 2 의 복수의 돌기는 상기 제 1 의 복수의 돌기에 대해서 이동가능한, 상기 카운터 전극 배열과,
    상기 진동판에 부착되고, 상기 진동판의 재료에 비해 상이한 고유 응력을 나타내는 재료를 포함하는 응력층을 포함하는
    MEMS 장치.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 진동판의 재료는 폴리 실리콘을 포함하고, 상기 응력층의 재료는 실리콘 나이트라이드(silicon-nitride)를 포함하는
    MEMS 장치.
  24. 제 1 의 복수의 돌기를 포함하는 진동판과,
    상기 제 1 의 복수의 돌기와 서로 맞물린 관계로 배치된 제 2 의 복수의 돌기를 포함하는 카운터 전극 배열로서, 상기 제 2 의 복수의 돌기는 상기 제 1 의 복수의 돌기에 대해서 이동가능한, 상기 카운터 전극 배열과,
    상기 제 1 의 복수의 돌기 및 상기 제 2 의 복수의 돌기가 돌기 표면의 최대 중첩을 피하는 위치로 변위되도록 상기 진동판을 편향시키는 편향기를 포함하는
    정전 변환기.
  25. 진동판과 카운터 전극 배열을 포함하는 MEMS 장치를 제조하는 방법으로서,
    표면 상에 진동판 층을 증착하는 단계와,
    상기 진동판 층을 구축하여, 상기 진동판 및 상기 카운터 전극 배열에 각각 부착된 제 1 의 복수의 서로 맞물린 돌기 및 제 2 의 복수의 서로 맞물린 돌기를 포함하는 서로 맞물린 콤 드라이브(an interdigitated comb drive)를 형성하는 단계로서, 상기 제 2 의 복수의 서로 맞물린 돌기는 상기 제 1 의 복수의 서로 맞물린 돌기에 대해서 이동가능한, 콤 드라이브 형성 단계와,
    상기 진동판 층의 일부에 부착된 편향기를 제공하는 단계와,
    상기 편향기로 하여금 상기 진동판을 편향시키고, 상기 제 1 의 복수의 서로 맞물린 돌기 및 상기 제 2 의 복수의 서로 맞물린 돌기가 돌기 표면의 최대 중첩 을 피하는 위치로 변위하게 하도록, 해제 식각(a release etch)을 수행하는 단계를 포함하는
    MEMS 장치의 제조 방법.
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